레이저 이득 매질의 주요 특징은 무엇입니까?
레이저 이득 매질(레이저 작동 물질이라고도 함)은 입자 분포 반전을 이루고 유도 복사를 발생시켜 빛을 증폭하는 데 사용되는 물질 시스템을 말합니다. 이는 레이저의 핵심 구성 요소이며, 다수의 원자 또는 분자를 포함하고 있습니다. 이러한 원자 또는 분자는 외부 에너지의 자극을 받으면 여기 상태로 전이되어 여기 복사를 통해 광자를 방출함으로써 이득 매질을 형성합니다.레이저 빛레이저 이득 매질은 고체, 액체, 기체 또는 반도체 물질일 수 있습니다.
고체 레이저에서 흔히 사용되는 이득 매질은 희토류 이온이나 전이 금속 이온이 도핑된 결정으로, 예를 들어 Nd:YAG 결정, Nd:YVO4 결정 등이 있습니다. 액체 레이저에서는 유기 염료가 이득 매질로 자주 사용됩니다. 가스 레이저는 기체를 이득 매질로 사용하는데, 이산화탄소 레이저에서는 이산화탄소 기체가, 헬륨-네온 레이저에서는 헬륨과 네온 기체가 사용됩니다.반도체 레이저갈륨비소(GaAs)와 같은 반도체 재료를 이득 매질로 사용합니다.
레이저 이득 매질의 주요 특징은 다음과 같습니다.
에너지 준위 구조: 이득 매질 내의 원자 또는 분자는 외부 에너지 여기 하에서 전하 분포 반전을 이루기 위해 적절한 에너지 준위 구조를 가져야 합니다. 이는 일반적으로 높은 에너지 준위와 낮은 에너지 준위 사이의 에너지 차이가 특정 파장의 광자 에너지와 일치해야 함을 의미합니다.
전이 특성: 들뜬 상태의 원자 또는 분자는 들뜬 복사 과정에서 결맞음 광자를 방출하기 위해 안정적인 전이 특성을 가져야 합니다. 이를 위해서는 이득 매질이 높은 양자 효율과 낮은 손실을 가져야 합니다.
열 안정성 및 기계적 강도: 실제 응용 분야에서 이득 매질은 고출력 펌프광과 레이저 출력을 견뎌야 하므로 우수한 열 안정성과 기계적 강도를 가져야 합니다.
광학적 품질: 이득 매질의 광학적 품질은 레이저 성능에 매우 중요합니다. 레이저 빔의 품질과 안정성을 보장하기 위해서는 높은 광 투과율과 낮은 산란 손실을 가져야 합니다. 레이저 이득 매질의 선택은 적용 분야의 요구 사항에 따라 달라집니다.원자 램프작동 파장, 출력 전력 및 기타 요소를 고려해야 합니다. 이득 매질의 재료와 구조를 최적화함으로써 레이저의 성능과 효율을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 11월 4일